Espacio-Tiempo
Relativista (II).
La Falacia de la
Contracción de la Longitud
Contracción
del espacio. Consideremos dos
sistemas de referencia inerciales O y O’, (fig.
3, El
Continuo Espacio-Tiempo es Discreto (II)), tal que
O’ se mueve en la
dirección x con velocidad v respecto de O.
El sistema O’ observará una
contracción de la longitud L’ en la
dirección del movimiento respecto a la longitud
L en reposo" medida por O:
En la paradoja de los
gemelos, supongamos que uno de los gemelos se mueve a la velocidad v=0,8c, respecto de la tierra, durante 5
segundos
Para
el gemelo que se queda en tierra, el gemelo viajero que se mueve a la velocidad
0,8c durante 5s habrá recorrido una distancia:
Para
el gemelo viajero sólo han transcurrido
3 segundos y a la velocidad 0,8c habrá recorrido una distancia:
En el diagrama espacio-tiempo, el
gemelo en reposo verá a su hermano situado en el punto O, mientras que el
gemelo en movimiento, se verá situado en el punto O’.
Figura 7. Diagrama espacio
tiempo de la paradoja de los gemelos.
Por
lo tanto de según la relatividad especial el espacio se contrae en la dirección
del movimiento.
La relatividad dice que como se mueve a 0,8c durante 3s (tiempo medido en la nave), ha recorrido una
distancia de 2,4s luz, lo que implica que se ha movido en el espacio-tiempo a
una velocidad de 0,77c, o lo que es lo mismo, la longitud se acorta en
movimiento (Fig. 8b).
Figura 8. Situación de la nave
según el observador. a) Obs. en reposo.
b) Obs.
en movimiento, según la relatividad
Por lo tanto según la relatividad especial, la nave, se
encuentra en el espacio-tiempo en posiciones diferentes, dependiendo del
observador, reposo o movimiento, tal como ocurría con el tren.
El observador en reposo se mueve en el espacio tiempo a la
velocidad de la luz, sin embargo el observador en movimiento en el
espacio-tiempo se mueve a 0,77c.
Experimento
mental o
Gedankenexperiment.
Supongamos que el gemelo viajero es capaz de parar la nave en
un tiempo nulo. Una vez en reposo mide la distancia recorrida, la cual debe
coincidir con la medida por el observador en reposo (ahora está en reposo), es
decir, medirá 4s luz y su reloj marcará 3s, luego su velocidad sería:
Según la relatividad especial, el espacio sólo se acorta en
la dirección del movimiento, por lo tanto una vez en reposo, medirá la misma
distancia que mide el gemelo que se queda en la tierra. Sin embargo, la
dilatación temporal es un efecto permanente, luego:
Su
velocidad habrá sido superior a la velocidad de la luz
Si se mide en reposo.
Según el modelo desarrollado en este blog, el gemelo viajero medirá 3s en su reloj, que
a la velocidad de 0,8c son 5s en el espacio-tiempo y por lo tanto 4s luz en el
espacio. De esta manera,
tanto
el observador en
reposo
como en movimiento
se
mueven en el espacio-tiempo a la velocidad de la luz.
Contracción
de Lorentz.
Como nuestros aparatos miden el tiempo y el espacio por
separado, ocurre que, para el observador en reposo la distancia recorrida en la
dirección x será:
Y para el observador en movimiento será:
Pero no podemos separar el movimiento en el espacio del
movimiento en la cuarta dimensión o tiempo.
Según la física relativista actual, la contracción de Lorentz
consiste en la contracción de la longitud de un cuerpo en la dirección del
movimiento. Es decir, el
espacio se contrae a medida que aumenta la velocidad.
Absurdo, es
una consecuencia de medir el tiempo
independientemente
del espacio recorrido
Lo que
hay que medir es el tiempo
total en el espacio-tiempo.
O el espacio total recorrido en el espacio-tiempo
El test de los muones, la contracción de la longitud.
A unos
10 Km, sobre la superficie terrestre, los rayos cósmicos producen unas
partículas denominadas muones. La vida media del muón en reposo, generado en
los aceleradores de partículas es de 2,2 µs. Por lo que moviéndose a la
velocidad de la luz, podría recorrer aproximadamente, 0,66 Km. Sin embargo, estos muones, se detectan
en la tierra, lo que confirma la dilatación temporal. es
decir, la vida media
en reposo se alarga a la velocidad próxima a la de la luz y de acuerdo con la
transformada de Lorentz, se produce un acortamiento del espacio en la dirección
del movimiento. Para el muón la distancia recorrida es de 0,66 Km, mientras que
para el observador terrestre en reposo el muón ha recorrido 10 Km.
Según
la física actual el test de los muones es una prueba más de la dilatación
temporal y de la contracción de la longitud.
De
acuerdo con el modelo desarrollado en este blog existen dos tiempos:
a)
tiempo medido en movimiento o tiempo en la cuarta dimensión
b)
tiempo o distancia recorrida en el espacio.
Suponiendo
que la tierra está en repos, si el muón ha recorrido 10 Km, su tiempo espacial
será aproximadamente 33 µs. Siendo los 2,2 µs el
tiempo en la cuarta dimensión. La
suma de ambos tiempos nos da un tiempo universal independiente del estado de
movimiento o reposo del observador.
Conclusión.
El universo está formado por átomos de espacio de 4
dimensiones. Tres de esas dimensiones las observamos como espacio, debido a que
los fotones sólo se mueven el espacio tridimensional.
La cuarta dimensión la observamos como tiempo. Todo el
universo se expande a la velocidad de la luz, pero al no tener referencia
externas (no hay fotones que vengan de la cuarta dimensión) no la podemos
observar como espacio, simplemente medimos el tiempo transcurrido.
La contracción del espacio no tiene lugar, sino que es una
consecuencia de medir el tiempo sin tener en cuenta el movimiento en el
espacio.
Para la física actual, somos el centro del universo y por lo
tanto los valores medidos en la tierra son los correctos. Es decir, no se tiene
en cuenta el movimiento de la tierra en el espacio.
La ec. (13) (El Continuo Espacio-Tiempo es Discreto (II)), nos
indica que existe un tiempo universal, formado por la suma vectorial del tiempo
en el espacio y del tiempo en la cuarta dimensión. Sólo si, la velocidad de la
tierra en el espacio es nula, entonces el tiempo medido por el reloj coincide
con el tiempo universal.
